PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69101147T2 01.09.1994
EP-Veröffentlichungsnummer 0536308
Titel ABSORBIERENDE UND FLÜSSIGKEITTRANSPORTIERENDE FASERN.
Anmelder Eastman Kodak Co., Rochester, N.Y., US
Erfinder PHILLIPS, Bobby, Mal, Jonesborough, TN 37659, US;
DALTON, James, Samuel, Nelson, Kingsport, TN 37660, US
Vertreter Brandes, J., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 81541 München
DE-Aktenzeichen 69101147
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IT, LI, LU, NL, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 24.06.1991
EP-Aktenzeichen 919132951
WO-Anmeldetag 24.06.1991
PCT-Aktenzeichen US9104446
WO-Veröffentlichungsnummer 9200407
WO-Veröffentlichungsdatum 09.01.1992
EP-Offenlegungsdatum 14.04.1993
EP date of grant 02.02.1994
Veröffentlichungstag im Patentblatt 01.09.1994
IPC-Hauptklasse D01D 5/253
IPC-Nebenklasse A61L 15/00   A61F 13/15   

Beschreibung[de]
Gebiet auf dem die Erfindung liegt

Diese Erfindung betrifft absorbierende Fäden oder Fasern, die zu einem spontanen Transport von Wasser auf ihren Oberflächen befähigt sind und nützliche Strukturen, die aus solchen Fäden oder Fasern hergestellt werden können.

Hintergrund der Erfindung

Die zum heutigen Zeitpunkt zur Verfügung stehenden absorbierenden Produkte, wie z.B. Windeln, Damenbinden, Windelhosen und dgl., absorbieren im allgemeinen sehr gut wäßrige Flüssigkeiten, wie beispielsweise Urin und Blut. Während der typischen Anwendung jedoch werden derartige Produkte in der Auftreffzone gesättigt, wohingegen andere Zonen, entfernt von der Auftreffzone, trocken bleiben. Als Folge hiervon bleibt ein wesentlicher Anteil der gesamten absorbierenden Kapazität derartiger Produkte ungenutzt. Infolgedessen würde es sehr wünschenswert sein, wenn Mittel zur Verfügung stünden für einen Transport der wäßrigen Flüssigkeiten von der Auftreffzone in andere Bereiche des absorbierenden Gegenstandes, um die gesamte absorbierende Kapazität des Gegenstandes voll nutzen zu können. In der U.S.- Patentanmeldung mit der Serial Nr. 333 651 mit gleichem Zeitrang, auf die hier in ihrer Gesamtheit verwiesen wird, werden solche Mittel zum Flüssigkeitstransport durch Verwendung bestimmter Fäden oder Fasern beschrieben.

Die Fähigkeit zum Transport von Flüssigkeiten (hier alternativ als "Dochtsaugfähigkeit" beschrieben) und die Fähigkeit zum Halten von Flüssigkeit sind zwei wichtige Merkmale von absorbierenden Kernen von Wäscheeinlagen, wie beispielsweise Windeln, Harn-Schutzeinlagen für ältere Menschen sowie Damen-Hygiene-Produkte. Absorbierende Kerne sind dazu bestimmt, Flüssigkeiten so weit wie möglich aufzusaugen, um ein Leck zu verhindern und um die Verwendung von absorbierendem Material zu optimieren. Im Falle einer üblichen Windel wird Flüssigkeit durch eine Kapillarwirkung durch den porösen flockigen Massenkern aufgesaugt. Die Flüssigkeits-Halte-Kapazität liegt größtenteils innerhalb der Poren der flockigen Masse, wird jedoch gesteigert durch den Zusatz von superabsorbierenden Polymeren zum absorbierenden Kern. Diese superabsorbierenden Polymeren eignen sich insbesondere zum Halten von Flüssigkeiten unter Druck im Vergleich zur Masse allein. Absorbierende Kerne von Windeln und Harnschutzeinlagen für ältere Menschen saugen Flüssigkeit nicht genügend aus dem Unterleibsbereich ab, um ein Leck vollständig zu verhindern. In typischer Weise laufen 3-7% der Windein und 33-40% von Harn-Schutzeinlagen für ältere Menschen aus. Das Auslaufen ist das an Nummer eins stehende Ärgernis im Falle dieser Produkte. Die Lösung des Auslauf- oder Ableitungsproblems ist von höchster Priorität bei den Herstellern derartiger Produkte.

Im Falle des Standes der Technik werden auf thermischem Wege gebundene Bahnen oder Stränge aus hydrophoben Polyester-, Polypropylen- oder Polyethylenfasern hergestellt. Diese Bahnen werden danachfolgend mit Acrylsäure beschichtet, die teilweise durch Alkalimetallsalze neutralisiert und gleichzeitig quervernetzt ist unter Polymerisation zum Zwecke der Bildung von Bahnen, die in situ mit superabsorbierendem Polymer beschichtet sind (europäische Patentanmeldung 0 223 908). Die Bahnen weisen eine erhöhte Absorption von Flüssigkeit auf, wenn sie in sanitären Produkten verwendet werden, wie beispielsweise Windeln, doch besitzen die einzelnen Fäden oder Fasern der Bahnen nicht die Fähigkeit, Flüssigkeit aus dem Unterleibsbereich (der der größten Undichtigkeit unterliegt) in weniger benutzte Bereiche des absorbierenden Kernes zu transportieren.

Das offengelegte japanische Patent Nr. 204 975/1984 beschreibt die Beschichtung von Materialien auf Basis von Cellulosefasern mit einem in Wasser löslichen Monomer, das in ein wasserabsorbierendes Polymer überführt wird. Gemäß der U.S.- Patentschrift 4 721 647 weist dieser Typ eines Materials ein schlechtes Absorptionsverhalten auf, da das Monomer in das Innere des Faserbasismaterials eindringen kann und die Kapillaren zwischen den Fäden ausfüllt. Die Art der Dochtwirkung im Falle dieses Standes der Technik liegt total in den Kapillaren zwischen den Fäden. Der Durchmesser der Kapillaren wird durch die Beschichtung vermindert. Quillt die Beschichtung im feuchten Zustand, dann werden die Kapillaren blockiert. Die EP-A- 188 091 beschreibt stark absorbierende Nonwoven-Bahnen aus leicht zugänglichen Nonwoven-Materialien mit einer Polyelektrolyt superabsorbierenden polymeren absorbierenden Beschichtung der einzelnen Fäden der Nonwoven-Bahn. Die polymere absorbierende Beschichtung absorbiert Flüssigkeit, unter Verminderung der Verstopfung der Lücken oder Zwischenräume der Bahn.

Es wurden nun Fäden oder Fasern aufgefunden, die zu einem spontanen Transport befähigt sind und die mit superabsorbierenden Polymeren beschichtet sind, die Flüssigkeit absorbieren als auch Flüssigkeit transportieren können.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung ist auf einen synthetischen, absorbierenden, beschichteten Faden oder Faser gerichtet, der bzw. die dazu befähigt ist, Wasser auf der Oberfläche spontan zu transportieren.

Der Faden bzw. die Faser der vorliegenden Erfindung weist mindestens eine kontinuierliche Aussparung oder Nut auf, die axial längs des Fadens orientiert ist, wobei der Faden bzw. die Faser der folgenden Gleichung genügt.

(1-X cos Θa) < 0,

worin,

Θa der fortschreitende Kontaktwinkel von Wasser ist, gemessen auf einer flachen Folie aus dem gleichen Material wie dem Material des Fadens bzw. der Faser und der gleichen Oberflächenbehandlung, sofern eine solche erfolgt ist, worin ferner

X der Formfaktor des Fadenquerschnittes ist, der der folgenden Gleichung genügt

worin bedeuten

Pw der benetzte Umfang des Fadens und r der Radius des Profilumkreises, der den Fadenquerschnittsabschnitt begrenzt und D die kleine Achsendimension über den Fadenquerschnittsabschnitt, wobei der Faden mit mindestens einem superabsorbierenden Polymer beschichtet ist.

Vorzugsweise genügt der Faden bzw. die Faser der Erfindung der folgenden Formel:

worin γLA die Oberflächenspannung von Wasser in Luft in Dyn/cm ist, p die Fadendichte in g/cm³ und dpf der Denier-Wert des einzelnen Fadens.

Vorzugsweise ist X größer als 1,2, in besonders vorteilhafter Weise größer als etwa 2,5 und in am meisten bevorzugter Weise größer als etwa 4.

Kurze Beschreibung der Figuren

Fig. 1 - ist eine schematische Darstellung einer dreidimensionalen Ansicht eines absorbierenden Fadens gemäß der Erfindung, welche die Quellung von superabsorbierendem Material aus einer Faden-Aussparung heraus beim Transport einer Flüssigkeit veranschaulicht.

Fig. 2A - veranschaulicht das Verhalten eines Tropfens einer wäßrigen Flüssigkeit, die gerade mit einem Faden in Kontakt gelangt ist, der zum Zeitpunkt = 0 zu einem spontanen Transport befähigt ist. Die Pfeile, die durch "LFA" gekennzeichnet sind, zeigen den Ort der Flüssigkeits-Faser-Luft- Zwischenfläche an.

Fig. 2B - veranschaulicht das Verhalten eines Tropfens einer wäßrigen Flüssigkeit auf einem Faden, der zum Zeitpunkt = t&sub1; (t&sub1; > 0) transportfähig ist. Die Pfeile mit dem Zeichen "LFA" zeigen den Ort der Flüssigkeits-Faden-Luft-Zwischenfläche an.

Fig. 2C - veranschaulicht das Verhalten eines Tropfens einer wäßrigen Flüssigkeit auf einem Faden, der zum Zeitpunkt = t&sub2; (t&sub2; > t&sub1;) spontan transportfähig ist. Die Pfeile mit der Bezeichnug "LFA" zeigen den Ort der Flüssigkeits-Faser-Luft-Zwischenfläche an.

Fig. 3 - ist eine schematische Darstellung einer Austrittsöffnung einer Spinndüse, die sich zur Herstellung eines spontan transportierenden Fadens eignet.

Fig. 4 - ist eine schematische Darstellung einer Austrittsöffnung einer Spinndüse, die sich zur Herstellung eines spontan transportierenden Fadens eignet.

Fig. 5 - ist eine schematische Darstellung einer Austrittsöffnung einer Spinndüse, die sich zur Herstellung eines spontan transportierenden Fadens eignet.

Fig. 6 - ist eine schematische Darstellung einer Austrittsöffnung einer Spinndüse, die sich zur Herstellung eines spontan transportierenden Fadens eignet.

Fig. 6B - ist eine schematische Darstellung einer Austrittsöffnung einer Spinndüse, die sich zur Herstellung eines spontan transportierenden Fadens eignet.

Fig. 7 - ist eine schematische Darstellung einer Austrittsöffnung einer Spinndüse mit zwei wiederkehrenden Einheiten, die an ihren Ende miteinander verbunden sind, der Austrittsöffnung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist.

Fig. 8 - ist eine schematische Darstellung einer Austrittsöffnung einer Spinndüse mit vier wiederkehrenden Einheiten, die an ihren Ende miteinander verbunden sind, der Austrittsöffnung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist.

Fig. 9 - ist eine Photomikrographie eines Poly(ethylenterephthalat)faden-Querschnittsabschnittes, hergestellt unter Verwendung einer Spinndüse mit einer Austrittsöffnung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist (spezielle Dimensionen der Spinndüsen-Austrittsöffnung sind in Beispiel 1 angegeben).

Fig. 10 - ist eine Photomikrographie eines Polypropylenfaser-Querschnittsabschnittes, hergestellt unter Verwendung einer Spinndüse mit einer Austrittsöffnung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist (spezielle Dimensionen der Spinndüsen-Austrittsöffnung werden in Beispiel 2 beschrieben).

Fig. 11 - ist eine Photomikrographie eines Nylon-66-Faden- Querschnittsabschnittes, hergestellt unter Verwendung einer Spinndüse mit einer Austrittsöffnung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist (spezielle Dimensionen der Spinndüsen-Austrittsöffnung werden in Beispiel 2 beschrieben).

Fig. 12 - ist eine schematische Darstellung eines Poly(ethylenterephthalat)faden-Querschnittsabschnittes, hergestellt unter Verwendung einer Spinndüse mit einer Austrittsöffnung, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist (spezielle Dimensionen der Spinndüsen-Austrittsöffnung werden in Beispiel 8 beschrieben).

Fig. 13 - ist eine Photomikrographie eines Poly(ethylenterephthalat)faden-Querschnittsabschnittes, hergestellt unter Verwendung einer Spinndüse mit einer Austrittsöffnung, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist (spezielle Dimensionen der Spinndüsen-Austrittsöffnung werden in Beispiel 9 beschrieben).

Fig. 14 - ist eine Photomikrographie eines Poly(ethylenterephthalat)faden-Querschnittsabschnittes, hergestellt unter Verwendung einer Spinndüse mit einer Austrittsöffnung, wie sie in Fig. 7 dargestellt ist (spezielle Dimensionen der Spinndüsen-Austrittsöffnung werden in Beispiel 10 beschrieben).

Fig. 15 - ist eine Photomikrographie eines Poly(ethylenterephthalat)faden-Querschnittsabschnittes, hergestellt unter Verwendung einer Spinndüse mit einer Austrittsöffnung, wie sie in Fig. 8 dargestellt ist (spezielle Dimensionen der Spinndüsen-Austrittsöffnung werden in Beispiel 11 beschrieben).

Fig. 16 - ist eine schematische Darstellung eines Faden- Querschnittsabschnittes, hergestellt unter Verwendung einer Spinndüse mit einer Austrittsöffnung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist (Beispiel 1). Veranschaulicht ist ein typisches Mittel der Bestimmung des Formfaktors X.

Fig. 17 - ist eine Photomikrographie eines Poly(ethylenterephthalat)faden-Querschnittsabschnittes, hergestellt unter Verwendung einer Spinndüse mit einer Austrittsöffnung, wie sie in Fig. 6 veranschaulicht ist (spezielle Dimensionen der Spinndüsen-Austrittsöffnung werden in Beispiel 12 angegeben).

Fig. 17B - ist eine schematische Darstellung eines Poly(ethylenterephthalat)faden-Querschnittsabschnittes, hergestellt unter Verwendung einer Spinndüse mit einer Austrittsöffnung, wie in Fig. 4 dargestellt (spezielle Dimensionen der Spinndüsen-Austrittsöffnung werden in Beispiel 13 angegeben).

Detaillierte Beschreiben der Erfindung

Der hier gebrauchte Ausdruck "Basisfäden" oder "Basisfasern" bezieht sich auf die in der U.S.-Serial Nr. 333 651 beschriebenen Fäden bzw. Fasern ohne superabsorbierende Polymerbeschichtung (jedoch gegebenenfalls mit einer unterschiedlichen Oberflächenbehandlung, z.B. einer Beschichtung mit einem hydrophilen Gleitmittel), und die Ausdrücke "beschichtete Fäden bzw. Fasern", "absorbierende Fäden bzw. Fasern" oder "beschichtete, absorbierende Fäden bzw. Fasern" stellen Fäden bzw. Fasern der vorliegenden Erfindung dar, d.h. einen Basis-Faden bzw. eine Basis-Faser, die mit mindestens einem superabsorbierenden Polymer beschichtet ist.

Die drei wichtigen Variablen, die grundlegend für das Flüssigkeitstransportverhalten sind, sind (a) die Oberflächenspannung der Flüssigkeit, (b) die Benetzbarkeit oder der Kontaktwinkel der festen Masse mit der Flüssigkeit und (c) die Geometrie der festen Oberfläche. In typischer Weise läßt sich die Benetzbarkeit einer festen Oberfläche durch eine Flüssigkeit charakterisieren durch den Kontaktwinkel der Flüssigkeitsoberfläche (Gas-Flüssigkeitszwischenfläche) mit der festen Oberfläche (Gas-Feststoff-Oberfläche). In typischer Weise zeigt ein Flüssigkeitstropfen, der auf eine feste Oberfläche aufgebracht wird, einen Kontaktwinkel, Θ, mit der festen Oberfläche. Ist dieser Kontaktwinkel kleiner als 90º, dann wird der Feststoff als durch die Flüssigkeit befeuchtet bezeichnet. Ist der Kontaktwinkel jedoch größer als 90º, wie im Falle von Wasser auf einer Teflonoberfläche (Handelsbezeichnung), so wird die feste Masse nicht durch die Flüssigkeit benetzt. Somit ist es erwünscht, einen minimalen Kontaktwinkel für eine verbesserte Benetzung zu haben, der definitiv kleiner sein muß als 90º. Der Kontaktwinkel hängt jedoch auch von Oberflächen-Inhomogenitäten ab (chemische, wie auch physikalische, z.B. Rauheit), von Verunreinigungen, einer chemischen-physikalischen Behandlung der festen Oberfläche, wie auch von der Natur der Flüssigkeitsoberfläche und ihrer Verunreinigung. Die freie Oberflächenenergie der festen Masse beeinflußt auch das Benetzungsvermögen. Umso geringer die Oberflächenenergie der festen Masse ist, umso schwerer ist es, die feste Masse durch Flüssigkeiten mit einer hohen Oberflächenspannung zu benetzen.

So läßt sich beispielsweise Teflon, das eine niedrige Oberflächenenergie hat, nicht mit Wasser benetzen. (Kontaktwinkel des Teflon-Wasser-Systems ist 112º). Es ist jedoch möglich, die Oberfläche von Teflon mit einem monomolekularen Proteinfilm zu behandeln, der das Benetzungsverhalten wesentlich verbessert. Somit ist es möglich, die Oberflächenenergie von Oberflächen von Fäden und Fasern zu modifizieren, durch einen geeigneten Gleitmittel/Finish zur Förderung des Flüssigkeitstransportes. Der Kontaktwinkel von Polyethylenterephthalat (PET), Nylon 66 und Polypropylen mit Wasser liegt bei 80º, 71º bzw. 108º. Infolgedessen ist Nylon 66 benetzbarer als PET. Im Falle von Polypropylen jedoch liegt der Kontaktwinkel bei > 90º, weshalb es mit Wasser nicht benetzbar ist.

Die zweite Eigenschaft von fundamentaler Bedeutung bezüglich des Phänomens des Flüssigkeitstransportes ist die Oberflächenspannung der Flüssigkeit.

Die dritte Eigenschaft von fundamentaler Bedeutung für das Phänomen des Flüssigkeitstransportes ist die Geometrie der Oberfläche der festen Masse oder des festen Stoffes. Obgleich es bekannt ist, daß Aussparungen oder Rillen ganz allgemein den Flüssigkeitstransport fördern, wurden besondere Geometrien und Anordnungen von tiefen und engen Aussparungen oder Rillen an Fäden und Fasern sowie Behandlungen hiervon aufgefunden, die den spontanen Oberflächentransport von wäßrigen Flüssigkeiten auf einzelnen Fäden bzw. Fasern ermöglichen. Es wurden somit Fäden bzw. Fasern mit einer Kombination von Eigenschaften aufgefunden, bei denen ein einzelner Faden bzw. eine einzelne Faser dazu befähigt ist, Wasser auf ihrer Oberfläche spontan zu befördern.

Die besondere Geometrie der tiefen und engen Aussparungen bzw. Rillen ist von großer Bedeutung. Beispielsweise sind Aussparungen, die das Merkmal aufweisen, daß die Weite der Aussparung bei jeder Tiefe gleich ist oder geringer als die Weite der Aussparung am Ausfluß der Aussparung, bevorzugt gegenüber jenen Aussparungen, die diesem Kriterium nicht genügen. Wird die bevorzugte Aussparung nicht erreicht, so ist eine "Brückenbildung" der Flüssigkeit über die Beschränkung möglich, und infolgedessen wird der effektive benetzte Umfang (Pw) reduziert. Demzufolge ist es vorteilhaft, wenn Pw praktisch gleich dem geometrischen Umfang ist.

Die Anzahl an kontinuierlichen Aussparungen oder Rillen, die in den Fäden und Fasern der vorliegenden Erfindung vorliegen, ist nicht kritisch, solange nur die erforderliche Geometrie vorhanden ist (d.h. wenn der Faden bzw. die Faser der Gleichung (1-x cos Θa) < 0) genügt. In typischer Weise sind mindestens zwei Aussparungen vorhanden und vorzugsweise weniger als 10.

"Spontan transportfähig" und entsprechende Bezeichnungen betreffen das Verhalten einer Flüssigkeit im allgemeinen und insbesondere das Verhalten eines Tropfens der Flüssigkeit, in typischer Weise Wasser, wenn die in Kontakt mit dem einzelnen Faden oder der einzelnen Faser gebracht wird, derart, daß sich der Tropfen längs dem Faden oder der Faser ausbreitet. Ein solches Verhalten steht im Kontrast mit dem normalen Verhalten des Tropfens, der eine statische ellipsoidale Form mit einem bestimmten Kontaktwinkel an der Schnittstelle der Flüssigkeit und der festen Faser bildet. Es ist offensichtlich, daß die Formation des ellipsoidalen Tropfens in einer sehr kurzen Zeitspanne erfolgt, daraufhin jedoch stationär bleibt. Die Fig. 2A, 2B und 2C veranschaulichen einen spontanen Flüssigkeitstransport auf einer Fadenoberfläche. Der Schlüsselfaktor ist die Bewegung der Stelle der Luft-, Flüssigkeits-, Feststoff-Berührungsfläche mit der Zeit. Bewegt sich eine solche Berührungsfläche unmittelbar nach dem Kontakt der Flüssigkeit mit dem Faden, dann ist der Faden spontan transportfähig; wohingegen, wenn eine solche Berührungsfläche stationär ist, der Faden nicht spontan transportfähig ist. Das Phänomen der spontanen Transportfähigkeit ist leicht mit dem nackten Auge im Falle von großen Fäden erkennbar (> 20 Denier pro Faden (dpf) oder > 22,22 dtex), während ein Mikroskop notwendig sein kann, um die Fäden zu betrachten, wenn sie einen kleineren Denier-Wert als 20 dpf (< 22,22 dtex) aufweisen. Farbige Flüssigkeiten sind viel leichter erkennbar, doch ist das Phänomen der spontanen Transportfähigkeit nicht von der Farbe abhängig. Es ist möglich, daß Abschnitte im Umfang des Fadens vorliegen, auf dem die Flüssigkeit sich schneller bewegt als im Falle anderer Abschnitte. In einem solchen Falle erstreckt sich die Luft-, Flüssigkeits-, Feststoff-Berührungsfläche tatsächlich über eine Länge des Fadens. Infolgedessen sind solche Fäden auch spontan transportfähig, derart, daß die Luft-, Flüssigkeits-, Feststoff-Berührungsfläche sich bewegt anstatt stationär zu sein.

Die spontane Transportfähigkeit ist grundsätzlich ein Oberflächen-Phänomen; d.h. die Bewegung der Flüssigkeit erfolgt auf der Oberfläche des Fadens. Es ist jedoch möglich und kann in manchen Fällen wünschenswert sein, wenn das Phänomen der spontanen Transportfähigkeit in Verbindung mit einer Absorption der Flüssigkeit in dem Faden bzw. der Faser erfolgt. Die dem nackten Auge sichtbare Verhaltensweise hängt von der relativen Absorptionsgeschwindigkeit in Abhängigkeit von der spontanen Transportfähigkeit ab. Ist beispielsweise die relative Absorptionsgeschwindigkeit groß, derart, daß das meiste der Flüssigkeit von dem Faden absorbiert wird, dann verschwindet der Flüssigkeitstropfen unter sehr geringer Bewegung der Luft-, Flüssigkeits-, Feststoff-Berührungsfläche längs der Fadenoberfläche, wohingegen, wenn die Absorptionsgeschwindigkeit gering ist, im Vergleich zur Geschwindigkeit der spontanen Transportfähigkeit, das beobachtete Verhalten das einer Dochtwirkung (wicking) oder Transportes ist, wie es beispielsweise in den Fig. 2A bis 2C dargestellt ist. Im Falle der Fig. 2A ist ein Tropfen einer wäßrigen Flüssigkeit gerade auf den Faden aufgebracht worden (Zeit = 0). Im Falle der Fig. 2B ist ein Zeitintervall verstrichen (Zeit = t&sub1;) und die Flüssigkeit beginnt spontan transportiert zu werden. Im Falle der Fig. 2C ist eine zweite Zeitspanne verstrichen (Zeit = t&sub2;) und die Flüssigkeit ist spontan längs der Fadenoberfläche transportiert worden, weiter als im Falle der Zeit = t&sub1;.

Ein Basis-Faden oder eine Basis-Faser oder ein beschichteter Faden bzw. eine beschichtete Faser der vorliegenden Erfindung ist zu einem spontanen Transport von Wasser auf der Oberfläche befähigt. Destilliertes Wasser kann dazu verwendet werden, um das Phänomen der spontanen Transportfähigkeit zu testen; oftmals ist jedoch erwünscht, eine kleine Menge einer färbenden Komponente in das Wasser zu geben, um den spontanen Transport des Wassers erkennen zu können, solange das Wasser mit der färbenden Komponente sich im wesentlichen gleich wie reines Wasser unter Testbedingungen verhält. Es hat sich gezeigt, daß wäßriges Syltint Poly Red (Handelsbezeichnung) von der Firma Milliken Chemicais eine geeignete Lösung zur Untersuchung des Phänomens des spontanen Transportes ist. Die Syltint Poly Red Lösung kann unverdünnt oder beträchtlich verdünnt verwendet werden, z.B. um das bis zu etwa 50-fache mit Wasser.

Zusätzlich zu der Fähigkeit, Wasser zu transportieren, ist eine Basisfaser oder eine beschichtete Faser der vorliegenden Erfindung ferner dazu befähigt, eine Vielzahl von anderen wäßrigen Flüssigkeiten spontan zu transportieren. Wäßrige Flüssigkeiten sind solche Flüssigkeiten, die etwa 50 Gew.-% oder mehr Wasser, vorzugsweise etwa 75 Gew.-% oder mehr Wasser enthalten und in besonders vorteilhafter Weise etwa 90 Gew.-% oder mehr. Bevorzugte wäßrige Flüssigkeiten sind Körperflüssigkeiten, insbesondere Körperflüssigkeiten des Menschen. Zu derartigen bevorzugten Flüssigkeiten gehören, ohne daß hiermit eine Beschränkung verbunden ist, Blut, Urin, Schweiß und dgl.. Zu anderen bevorzugten wäßrigen Flüssigkeiten gehören beispielsweise wäßrige Druckfarben oder Tinten.

Zusätzlich zur Fähigkeit des Transportes von wäßrigen Flüssigkeiten hat eine Basisfaser oder ein Basisfaden oder eine beschichtete Faser bzw. ein beschichteter Faden gemäß der vorliegenden Erfindung die weitere Fähigkeit zum Transport von alkoholischen Flüssigkeiten auf seiner Oberfläche. Alkoholische Flüssigkeiten sind solche Flüssigkeiten, die mehr als etwa 50 Gew.-% einer alkoholischen Verbindung der Formel

R-OH

enthalten, worin R ein aliphatischer oder aromatischer Rest mit bis zu 12 Kohlenstoffatomen ist. Vorzugsweise steht R für eine Alkylgruppe mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, in besonders vorteilhafter Weise von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen. Zu Beispielen von Alkoholen gehören Methanol, Ethanol, n-Propanol sowie iso-Propanol. Bevorzugte alkoholische Flüssigkeiten enthalten etwa 70 Gew.-% oder mehr eines geeigneten Alkohols. Zu bevorzugten alkoholischen Flüssigkeiten gehören antimikrobielle Mittel, wie beispielsweise Mittel zum Desinfizieren sowie Druckfarben und Tinten auf Alkoholbasis.

Die superabsorbierende Beschichtung der beschichteten Fäden und Fasern der vorliegenden Erfindung wirkt als eine "Sinkstelle" oder als ein "Umwandler" und absorbiert jegliche Flüssigkeit, die transportiert wird.

Die absorbierenden Fäden bzw. Fasern der vorliegenden Erfindung sind mit mindestens einem superabsorbierenden Material beschichtet. Das Wort "beschichtet" und sich hiervon ableitende Bezeichnungen bedeuten, daß das superabsorbierende Material in einer kontinuierlichen Phase vorliegt und den Umfang eines Fadenquerschnittes vollständig umgibt, und zwar mindestens über einen Teil der Faden- bzw. Faserlänge. Zu verschiedenen Ausführungsformen der Beschichtung gehören solche, bei denen der gesamte Faden bzw. die gesamte Faser im wesentlichen beschichtet ist und bei denen der Faden bzw. die Faser nicht nur periodisch beschichtet ist. Diese periodische oder diskontinuierliche Beschichtung liefert Segmente, die Flüssigkeit wie ein Docht aufnehmen (wick fluid), ohne Flüssigkeit in Flächen zu absorbieren, die mit superabsorbierendem Polymer beschichtet sind und die Flüssigkeit in einem bevorzugten Bereich absorbieren. Welche spezielle Ausführungsform bevorzugt ist, hängt von der besonderen gewünschten Anwendungsform ab. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform ist die, bei der der Faden bzw. die Faser der Erfindung praktisch die Länge eines absorbierenden Gegenstandes hat (z.B. einer Windel, einer Windelhose (incontinent pad) o.dgl.) und an den Enden des Fadens beschichtet ist, jedoch nicht im zentralen Bereich.

Ferner befindet sich im Falle der beschichteten Fäden und Fasern der Erfindung die Beschichtung in innigem Kontakt mit mindestens einem Teil der Faden- bzw. Faseroberfläche. Vorzugsweise befindet sich praktisch die gesamte Beschichtung, die auf der Fadenoberfläche vorhanden ist, in innigem Kontakt mit dem Teil der Fadenoberfläche. Dies bedeutet, daß vorzugsweise sämtliche Oberflächen der Aussparungen oder Rillen "gefüllt" sind und daß keine sichtbare Lücken zwischen der Beschichtung und der Fadenoberfläche auftreten bei einer Routineprüfung mittels eines Mikroskops bei einer Vergrößerung von etwa 20.

Wasserlösliche polymerisierbare Monomere, wie beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure sowie Vinylsulfonsäure, von denen 20% oder mehr der Carboxylgruppen neutralisiert worden sind durch Bildung von Alkalimetallsalzen, können zur Bildung der superabsorbierenden Beschichtung auf den Basisfäden verwendet werden. Bevorzugte superabsorbierende Polymere sind solche, die eine Quervernetzungs-Struktur aufweisen. Wasserlösliche quervernetzende Mittel mit zwei oder mehreren funktionellen Gruppen, die dazu befähigt sind, mit einer funktionellen Gruppe der vorerwähnten Säuren zu reagieren, können eingesetzt werden. Derartige Mittel sind gut bekannt. N,N-'-Methylenbisacrylamid, Ethylenglykolbisacrylat und Polyglycidylether sind typische Beispiele. Die Polymerisation erfolgt in situ, d.h. in Gegenwart der Basis-Fäden bzw. Basis-Fasern. Die Polymerisation kann durch Wärme, Licht, durch beschleunigte Elektronenstrahlen, Strahlung, UV-Strahlen durchgeführt werden. Erforderlich ist die Zugabe eines in Wasser löslichen radikalischen Polymerisationsinitiators im Falle einer thermischen Polymerisation oder eines in Wasser löslichen Initiators, der Radikale zu erzeugen vermag mit Unterstützung von Licht oder ultravioletten Strahlen im Falle einer Photopolymerisation oder im Falle einer Polymerisation mit ultraviolettem Licht, zur wäßrigen Monomerlösung. Initiatoren sind allgemein bekannt (vgl. U.S.-Patentschrift 4 721 647). Der Grad der Quervernetzung kann variiert werden, um die Menge und die Geschwindigkeit der Absorption zu steuern, und zwar in dem Maße, daß das superabsorbierende Polymer in Wasser unlöslich bleibt. Die Menge an der superabsorbierenden Polymerbeschichtung kann variiert werden. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Menge begrenzt wird, derart, daß einzelne Fäden nicht zusammenkleben, oder daß das gequollene Gel daran gehindert wird, die Aussparungen oder Rillen der Fäden zu verlassen.

Im allgemeinen läßt sich die Methode anwenden, die in der U.S.-Patentschrift 4 721 647 (auf die hier in ihrer Gesamtheit Bezug genommen wird) sowie der europäischen Patentanmeldung 0 188 091 angewandt werden, um die beschichteten absorbierenden Fäden oder Fasern der vorliegenden Erfindung herzustellen, mit der Ausnahme, daß die spontan transportfähigen oder spontan transportierenden Fäden und Fasern der U.S.Serial Nr. 333 651 (d.h. die Basisfäden) anstelle der Fäden bzw. Fasern zu verwenden sind, die in den Methoden des Standes der Technik verwendet werden.

Ein Beispiel des Standes der Technik (europäische Patentanmeldung Nr. 0 188 091) beschreibt nicht-gewebte (non-woven) Bahnen mit einer dünnen superabsorbierenden polymeren Beschichtung auf den einzelnen Fäden der Bahn. Die Fäden dieser Bahn sind Fäden mit einem runden Querschnitt, z.B. aus Kodel (Handelsbezeichnung) 431 Polyester (erhältlich von der Firma Eastman Chemical Products, Inc., Kingsport, Tennessee, U.S.A.). Die vorerwähnte Literaturstelle versucht das Problem der Gel- Blockierung zu lösen, die in einigen absorbierenden Produkten auftritt, bei denen das superabsorbierende Polymer in Körnchenform innerhalb des absorbierenden Kernes abgeschieden ist. Absorbieren die superabsorbierenden Polymerkörnchen Flüssigkeit, so quellen sie. Flüssigkeitstransport durch das aufgequollene Gel wird beschränkt, primär auf die geringen Diffusionsgeschwindigkeiten. Die europäische Patentanmeldung 0 188 091 versucht, dieses Problem der Bildung von Barrieren aus gequollenen Gelen zu lösen durch gleichförmige Dispergierung des superabsorbierenden Polymeren über die Bahn in Form eines gleichförmig dünn aufgetragenen Filmes auf die Fäden. Beansprucht wird, daß sie den Flüssigkeitstransport durch den Rest der offenen Netzwerkstruktur der Bahn nicht blockieren. Die dünn beschichteten Fäden der europäischen Patentanmeldung 0 188 091 absorbieren Flüssigkeit lediglich in der Beschichtung. Sie nehmen Flüssigkeit nicht wie ein Docht auf. Diese Bahnen sind von der Kapillarwirkung der Poren zwischen den Fäden für eine Dochtwirkung abhängig. Die beschichteten Fasern, Fäden oder Bahnen, die mit dem superabsorbierenden Polymer dieser Erfindung beschichtet sind, zeigen in unerwarteter Weise eine Dochtwirkung (wick) und absorbieren Flüssigkeit.

Das Problem einer Blockierung der kapillaren Dochtwirkung zwischen mit einem superabsorbierenden Mittel beschichteten hydrophilen Fadenbasismaterialien, wie sie in der U.S.-Patentschrift 4 721 647 beschrieben werden, ist nicht ein Problem der vorliegenden Erfindung, da die Dochtwirkung nicht allein von der Kapillarwirkung zwischen den Fäden abhängt. Weiterhin wird eine praktisch gleichförmige Beschichtung der Monomerlösung innerhalb der Aussparungen oder Rillen der Basisfäden bzw. Basisfasern erreicht, im Gegensatz zum äußeren Umfang und zwischen den Fäden im Falle der hydrophilen Fäden und Fasern des Standes der Technik.

Der Flüssigkeitstransport der Basisfäden beruht auf einer gewünschten Kombination von hydrophiler Beschichtung und Oberflächengeometrie. Zu erwarten wäre gewesen, daß eine Beschichtung dieser Fäden mit superabsorbierendem Polymer (insbesondere unter Verwendung von Mengen des Polymeren, das die Aussparungen dieser Basisfäden vollständig ausfüllt) die bevorzugte Geometrie der Fäden zerstören würde, die für den Flüssigkeitstransport erforderlich ist. Werden diese Basisfäden, die mit superabsorbierendem Polymer beschichtet worden sind, der Einwirkung einer Flüssigkeit ausgesetzt, wie beispielsweise Wasser oder synthetischem Urin, so wird festgestellt, daß unerwarteterweise das superabsorbierende Polymer, das die Aussparungen ausfüllt, quillt, wenn es Flüssigkeit absorbiert. Das gequollene Gel tritt aus den Aussparungen hervor (pops out), und zwar ausreichend, um es der Flüssigkeit zu ermöglichen, durch eine Dochtwirkung nach unten in der offenen Aussparung zu gelangen, bis sie mit zusätzlichem superabsorbierendem Mittel in Kontakt gelangt. Dieser Prozeß wird kontinuierlich wiederholt, bis das superabsorbierende Mittel verbraucht ist oder das Ende des Fadens erreicht ist. Obgleich es nicht erwünscht ist, an irgendeinen besonderen Mechanismus gebunden zu sein, wird angenommen, daß die hydrophile Beschichtung, die anfangs auf die Basisfäden aufgebracht wird, nicht durch die superabsorbierende Polymerbeschichtung zerstört wird und die gewünschte Geometrie der Aussparungen rekonstruiert wird, wenn das superabsorbierende Polymer quillt und aus den Aussparungen austritt. Es wird ferner angenommen, daß keine Bindung zwischen der superabsorbierenden Polymerbeschichtung und der Fadenoberfläche auftritt, um das Gel zu halten. Fig. 1 stellt eine schematische Querschnittsansicht einer einzelnen Basisfaser dar mit einer Aussparung, die mit superabsorbierendem Polymer gefüllt ist. Das superabsorbierende Polymer ist in einem gequollenem und in einem aus der Aussparung hervortretenden Zustand dargestellt. Diese Wirkung führt zu mehr Raum für weitere Flüssigkeit, die eintreten kann, und in der Aussparung einer Dochtwirkung (wick in the groove) unterliegt.

Die Basisfäden können aus jedem beliebigen Material bestehen, das im Stande der Technik bekannt ist und einen Querschnitt der gewünschten Geometrie haben kann. Bevorzugte Materialien für die Verwendung im Rahmen dieser Erfindung sind Polyester.

Die bevorzugten Polyestermaterialien, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sind Polyester oder Copolyester, die allgemein bekannt sind und nach Standardverfahren hergestellt werden können, beispielsweise durch Polymerisierung von Dicarbonsäuren oder Estern hiervon und Glykolen. Die Dicarbonsäureverbindungen, die zur Herstellung der Polyester und Copolyester verwendet werden, sind dem Fachmann wohlbekannt, wobei zu ihnen beispielsweise gehören Terephthalsäure, Isophthalsäure, p,p'-Phenyldicarbonsäure, p,p'-Dicarboxydiphenylethan, p,p'-Dicarboxydiphenylhexan, p,p'-Dicarboxydiphenylether, p,p'-Dicarboxyphenoxyethan und dgl., und die Dialkylester hiervon, die 1 bis etwa 5 Kohlenstoffatome in den Alkylgruppen enthalten.

Geeignete aliphatische Glykole für die Herstellung der Polyester und Copolyester sind die acyclischen und alicyclischen aliphatischen Glykole mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, insbesondere jene, die sich durch die allgemeine Formel HO(CH&sub2;)pOH darstellen lassen, worin p eine ganze Zahl mit einem Wert von 2 bis etwa 10 ist, z.B. Ethylenglykol, Trimethylenglykol, Tetramethylenglykol und Pentamethylenglykol, Decamethylenglykol und dgl..

Zu anderen geeigneten aliphatischen Glykolen gehören 1,4- Cyclohexandimethanol, 3-Ethyl-1,5-pentandiol, 1,4-Xylenglykol, 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol und dgl.. Es kann ferner eine Hydroxylcarboxylverbindung vorliegen, wie beispielsweise 4-Hydroxybenzoesäure, 4-Hydroxyethoxybenzoesäure oder eine beliebige andere Hydroxylcarboxylverbindung, die dem Fachmann bekannt ist.

Es ist ferner bekannt, daß Mischungen der oben angegebenen Dicarbonsäureverbindungen oder Mischungen der aliphatischen Glykole verwendet werden können, und daß ein kleiner Teil der Dicarbonsäurekomponente, im allgemeinen bis zu etwa 10 Mol-%, ersetzt werden kann durch andere Säuren oder Modifizierungsmittei, wie beispielsweise Adipinsäure, Sebacinsäure oder Ester hiervon oder durch Modifizierungsmittel, die den Polymeren eine verbesserte Anfärbbarkeit verleihen. Zusätzlich können ferner Pigmente, Mattierungsmittel oder optische Aufheller nach bekannten Methoden und in bekannten Mengen zugesetzt werden.

Der am meisten bevorzugte Polyester für die Herstellung der Basisfäden ist Poly(ethylenterephthalat) (PET).

Zu anderen Materialien, die dazu verwendet werden können, um die Basisfäden herzustellen, gehören Polyamide, wie z.B. ein Nylon, z.B. Nylon 66 oder Nylon 6; Polypropylen; Polyethylen; und Celluloseester, wie z.B. Cellulosetriacetat oder Cellulosediacetat.

Ein einzelner Basisfaden oder ein einzelner beschichteter Faden der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise einen Denier-Wert von zwischen etwa 3 und etwa 1000 (etwa 3,33 x 10&supmin;&sup7; und etwa 1,11 x 10&supmin;&sup4; kg/m) auf, vorzugsweise zwischen etwa 10 und etwa 70 (etwa 1,11 x 10&supmin;&sup6; und etwa 7,78 x 10&supmin;&sup6; kg/m).

Vorzugsweise werden die Basisfäden oder Basisfasern einer Oberflächenbehandlung unterworfen (vor der Beschichtung mit dem superabsorbierenden Polymer). Eine solche Oberflächenbehandlung kann oder kann nicht kritisch sein, um die erforderliche spontane Transportiereigenschaft zu erlangen. Die Natur und Richtigkeit einer solchen Oberflächenbehandlung im Falle eines gegebenen Fadens oder einer gegebenen Faser kann von dem Fachmann über Routineuntersuchungen unter Anwendung bekannter Techniken des Standes der Technik, oder wie sie hier beschrieben werden, bestimmt werden. Eine bevorzugte Oberflächenbehandlung besteht in dem Auftrag eines hydrophilen Gleitmittels auf der Oberfläche des Fadens bzw. der Faser. Eine solche Beschichtung erfolgt in typischer Weise gleichförmig in etwa einer Konzentration von mindestens 0,05 Gew.-%, vorzugsweise in einer Konzentration von etwa 0,1 bis etwa 2 Gew.-%. Zu bevorzugten hydrophilen Gleitmitteln gehören ein Gleitmittel auf Basis von Kaliumlaurylphosphat mit etwa 70 Gew.-% Poly(ethylenglykol)- 600-monolaurat. Eine andere Oberflächenbehandlung besteht darin, die Fäden oder Fasern einer Sauerstoff-Plasma-Behandlung zu unterwerfen, wie sie beispielsweise in der Literaturstelle Plastics Finishing and Decorations, Kapitel 4, Herausgeber Don Satas, Verlag Van Nostrand Reinhold Company (1986) beschrieben wird.

Fig. 3 bis 8 veranschaulichen Spinndüsenöffnungen, mit denen sich Fäden einer Geometrie herstellen lassen, die für die Verwendung im Rahmen der vorliegenden Erfindung geeignet ist.

Im Falle der Fig. 3 liegt W zwischen 0,064 mm (mm) und

In Fig. 4 liegt W zwischen 0,064 mm und 0,12 mm

Zusätzlich kann die Länge eines jeden Beines B variieren von 0 bis X&sub2;&sub6;/2; und die Länge eines jeden Beines A kann variieren von 0 bis

Im Falle der Fig. 5 liegt W zwischen 0,064 mm und 0,12 mm;

Zahl der Beine .....

Im Falle der Fig. 6 liegt W zwischen 0,064 mm und 0,12 mm;

Im Falle der Fig. 6B liegt W zwischen 0,064 mm und 0,12 mm,

Im Falle der Fig. 7 weist die abgebildete Spinndüsenöffnung zwei wiederkehrende Einheiten der Spinndüsenöffnung auf, die in Fig. 3 dargestellt ist, weshalb die gleichen Dimensionen für Fig. 3 für Fig. 7 gelten. In entsprechender Weise enthält die in Fig. 8 abgebildete Spinndüseneinheit vier wiederkehrende Einheiten der Spinndüsenöffnung, die in Fig. 3 dargestellt ist, weshalb die gleichen Dimensionen für Fig. 3 auch für Fig. 8 gelten.

Fig. 16 veranschaulicht die Methode zur Bestimmung des Formfaktors X des Fadenquerschnittes. Im Falle der Fig. 16 ist r = 37,5 mm, Pw = 355,1 mm, D = 49,6 mm; somit gilt für den Fadenquerschnitt der Fig. 16:

Die beschichteten Fäden oder Fasern der vorliegenden Erfindung liegen vorzugsweise in einem absorbierenden Artikel oder Gegenstand vor, in dem es erwünscht ist, wäßrige Flüssigkeiten fortzubewegen oder zu transportieren. Zu derartigen absorbierenden Artikeln oder Gegenständen gehören beispielsweise und nicht hierauf beschränkt Windeln, Einlagen für einen unkontrollierten Harnfluß (Harn-Schutzeinlagen), Hygieneartikel für Frauen, wie beispielsweise Tampons, Wischtücher und dgl.. Bei Verwendung der beschichteten Fäden und Fasern der Erfindung läßt sich das Problem des Auslaufens bei Produkten des Standes der Technik eliminieren oder mindestens auf ein Minimum vermindern.

Die Fäden der vorliegenden Erfindung können in Form von gekräuselten oder nicht-gekräuselten Bändern, Geweben und Gewirken oder Stapelfasern vorliegen mit einer Vielzahl der beschichteten Fasern der vorliegenden Erfindung. Ein Band oder Kabel gemäß der Erfindung weist vorzugsweise einen Denier-Wert von etwa 10.000 bis etwa 400.000 auf (1,11 x 10&supmin;³ bis 4,44 x 10&supmin;² kg/m).

Ein absorbierender Gegenstand oder Artikel gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt zwei oder mehr beschichtete Fäden oder Fasern der vorliegenden Erfindung, wobei mindestens ein Teil der Fäden bzw. Fasern nahe dem Zentrum des absorbierenden Artikels oder Gegenstandes angeordnet ist und mindestens ein Teil der gleichen Fäden bzw. Fasern weg vom Zentrum des absorbierenden Gegenstandes oder Artikels angeordnet ist; und wobei sich die Fäden mindestens etwa 10 Sekunden lang in Kontakt mit einer wäßrigen Flüssigkeit befinden können nahe dem Zentrum des absorbierenden Artikels. Der Ausdruck "nahe dem Zentrum" des absorbierenden Artikels bedeutet das geometrische Zentrum und den Bereich bestehend aus 50 Flächen-% des gesamten Artikels, die das geometrische Zentrum umgeben; "weg vom Zentrum" des absorbierenden Artikels steht für die verbleibenden 50 Flächen- %, die sich nicht nahe dem Zentrum des Artikels befinden. Zusätzlich können andere Sink-Stoffe (sinks) (d.h. andere Materialien als die superabsorbierende Polymerbeschichtung) sich gegebenenfalls in Kontakt mit den beschichteten Fäden der vorliegenden Erfindung befinden. Bevorzugte andere Sink-Stoffe sind Fluff-Pulp, superabsorbierendes Material und Kombinationen hiervon. Als vorteilhaft hat es sich erwiesen, daß solche anderen Sink-Stoffe sich in Kontakt mit einer gegebenen Faser oder einem gegebenen Faden nahe dem Ende einer solchen Faser bzw. eines solchen Fadens in dem Bereich weg vom Zentrums des Artikels befinden. Der hier gebrauchte Ausdruck "nahe dem Ende" eines Fadens oder einer Faser betrifft ein tatsächliches Ende eines Fadens oder die Fläche, die besteht aus den End-10% der Länge der Faser.

Ein bevorzugter absorbierender Artikel oder Gegenstand des vorliegenden Erfindung ist eine Windel oder eine Schutzeinlage mit einer Hauptachse und einer Nebenachse und einer Länge, die über der Breite liegt, wobei der Artikel umfaßt ein oberes Blatt oder flächiges Material, ein Rückblatt oder flächiges Material und einen absorbierenden Kern mit mindestens einer absorbierenden Schicht, wobei der Gegenstand weiter aufweist das Band oder das Kabel der vorliegenden Erfindung. Das Band oder das Kabel kann gekräuselt oder ungekräuselt sein.

Das Band oder das Kabel (tow) des absorbierenden Artikels kann in mehreren verschiedenen Positionen mit mehreren verschiedenen räumlichen Orientierungen angeordnet sein. Beispielsweise kann das Band gleichförmig über die gesamte Breite oder einen Teil der Breite des Artikels ausgebreitet sein und die Fäden oder Fasern des Bandes oder Kabels können praktisch parallel zur Hauptachse des Artikels verlaufen und sich von etwa 1/2 bis praktisch über die Länge des Artikels erstrecken.

Alternativ können die Fäden oder Fasern des Bandes oder Kabels praktisch parallel zur Hauptachse der Windeln verlaufen und sich praktisch über die Länge der Windel erstrecken.

Bei Verwendung eines Bandes oder Kabels aus den beschichteten Fäden oder Fasern der Erfindung in einem absorbierenden Artikel, wie beispielsweise einer Windel, kann Urin zu einem größen Oberflächenbereich auf der Windel transportiert werden. Dies bedeutet, daß die Menge an superabsorbierendem Material, das für die Windel erforderlich ist, vermindert werden kann und die Windeloberfläche trockener wird.

Bei Verwendung der Fäden oder Fasern der vorliegenden Erfindung in einer Windelkonstruktion hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn mindestens einer der folgenden Vorteile realisiet wird.

(i) Der wirksame Oberflächenbereich der Windel, die zu einer Urin/wäßrigen Flüssigkeitsbewegung verwendet wird, steigt um 5% bis 30% an.

(ii) Die Menge an superabsorbierendem Material, das in der Windel verwendet wird, wird um 2% bis 25% vermindert.

(iii) Die Windel wird um etwa 2% bis 15% dünner.

(iv) Das Durchschlags-(Sekunden)/Wiederbenetzungs-(Gramm)- Ansprechen, gemessen nach dem Strikethrough/Rewet-Test, der in der U.S.-Patentschrift 4 324 247 beschrieben wird, wird verbessert, wobei der Durchschlag vermindert wird von etwa 2 bis etwa 50% und die Wiederbenetzung vermindert wird von etwa 2 bis etwa 70%, im Vergleich zu äquivalenten Strukturen ohne die Fäden bzw. Fasern (tow) dieser Erfindung. Dies führt dazu, daß die Berührungsfläche zwischen der Windel und dem Träger trockener bleibt.

Die beschichteten Fäden oder Fasern des Bandes oder Kabels können sich in dem absorbierenden Artikel an jeder beliebigen Stelle befinden, die zu einem insgesamt vorteilhaften Effekt führt. Beispielsweise können sich die Fäden bzw. Fasern zwischen dem oberen Blatt oder dem oberen flächigen Material und dem absorbierenden Kern befinden, in dem absorbierenden Kern einverleibt sein, zwischen dem absorbierenden Kern und dem unteren Blatt oder unteren flächigen Material angeordnet sein oder in vielerlei Kombinationen hiervon.

Das obere Blatt oder Deckblatt des absorbierenden Artikels der vorliegenden Erfindung kann hergestellt werden aus jedem beliebigen Material, das nach dem Stande der Technik für diesen Zweck verwendet wird. Zu derartigen Materialien gehören, ohne eine Beschränkung hierauf, Polypropylen, Polyethylen, Polyethylenterephthalat, Cellulose oder Rayon; vorzugsweise Polypropylen. Das obere Blatt oder obere flächige Material ist das Blatt oder flächige Material, das dazu bestimmt ist, daß es während des typischen Endverbrauches mit dem Körper in Kontakt gelangt. Ein solches oberes Blatt wird im Stande der Technik alternativ auch als Außenblatt oder "facing sheet" bezeichnet und besteht in typischer Weise aus einer Bahn oder einem Band aus kurzen und/oder langen Fasern. Das rückwärtige Blatt oder die rückwärtige Seite des absorbierenden Artikels der vorliegenden Erfindung kann aus jedem beliebigen Material hergestellt werden, das im Stande der Technik für diesen Verwendungszweck bekannt ist. Zu derartigen Materialien gehören, ohne Beschränkung hierauf, Polyethylen, ein Polyester oder Polypropylen, vorzugsweise Polyethylen. Das rückwärtige Blatt oder untere Blatt ist in typischer Weise für Körperflüssigkeiten, wie z.B. Urin, undurchlässig.

Der absorbierende Kern des absorbierenden Artikels der vorliegenden Erfindung umfaßt vorzugsweise Fluff Pulp und gegebenenfalls superabsorbierendes Pulver. Fluff Pulp wird im Stande der Technik weitverbreitet verwendet. Fluff Pulp ist eine dünne Schicht (batt), die aus lose zusammenhängenden kurzen Cellulosefasern gebildet wird, wie beispielsweise Holzpulpenfasern oder Baumwoll-Linters, oder Mischungen hiervon, die primär durch Zwischenfaser-Bindungen zusammengehalten werden, wobei gewöhnlich ein Zusatz eines Klebstoffes nicht erforderlich ist, obgleich ein oder mehrere thermoplastische Binder auch verwendet werden können. Diese dünne Schicht bildet ein kohärentes Band niedriger Dichte aus lose zusammenhängenden Fasern, vorzugsweise zerteilten Holzpulpenfasern. Beispiele für absorbierende Pulver sind Polyacrylate, Polymere auf Basis von Acrylsäure, verseifte Stärke und Polyacrylnitril-Pfropf-Copolymere.

Zu anderen bevorzugten Ausführungsformen des absorbierenden Artikels der vorliegenden Erfindung gehören solche, bei denen die beschichteten Fasern bzw. Fäden des Bandes in dichter kompakter Form in der Auftreffzone vorliegen, so daß die Fasern sich im wesentlichen in Kontakt miteinander befinden und wobei in Richtung eines jeden Endes der Länge des Artikels die Fäden des Bandes sich aufbauschen und praktisch nicht mehr in Kontakt miteinander befinden. Weiterhin kann das Band einen Drall von einer halben bis zu 10 Umdrehungen in der Auftreffzone aufweisen. Die Ausdrücke "Auftreffzone", "Auftreffbereich" und dgl. beziehen sich auf die Zone bzw. den Bereich, wo Körperflüssigkeit zunächst in Kontakt mit dem absorbierenden Artikel während seines beabsichtigten Zweckes gelangt oder wo die Körperflüssigkeit erstmalig auf den absorbierenden Artikel auftrifft. Die Auftreff zone kann nahe dem Zentrum des absorbierenden Artikels liegen, weg vom Zentrum oder beide Flächen überlappen.

Empfehlenswert ist ferner, daß die beschichteten Fäden der vorliegenden Erfindung in Form von Stapelfasern vorliegen, die gekräuselt sein können oder nicht. Liegen die Fäden in Form von Stapelfasern vor, so besteht ein bevorzugter absorbierender Artikel der vorliegenden Erfindung aus einer Windel oder einer Einlage mit einer Hauptachse und einer Nebenachse und einer Länge im Überschuß einer Breite mit einem Deckblatt, einem Rückblatt und einem absorbierenden Kern mit mindestens einer absorbierenden Schicht, worin der Kern eine innige Mischung der Stapelfasern der vorliegenden Erfindung umfaßt.

Eine andere bevorzugte Ausführungsform des absorbierenden Artikels der vorliegenden Erfindung ist eine solche, in der der Artikel bis zu drei Bändern oder Kabeln gemäß der Erfindung umfaßt und worin die Hauptachse eines jeden Bandes oder Kabels zwischen ±30º rund um die Hauptachse des Artikels liegt, und worin die Bänder oder Kabel entweder direkt unter dem Deckblatt liegen oder innig vermischt mit dem absorbierenden Kern vorliegen oder benachbart zu dem Rückblatt.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des absorbierenden Artikels der vorliegenden Erfindung besteht aus einer zweiteiligen Windel, wobei ein Teil ein Band gemäß der Erfindung enthält und die auftreffende Flüssigkeit während des Endverbrauchs der Windel aufnimmt und wiederverwendbar ist, und wobei der zweite Teil ein Flüssigkeitsaufnahmeelement ist und ersetzt werden kann.

Der absorbierende Artikel dieser Erfindung kann gegebenenfalls ein Gewebe oder eine Abstandsschicht von geringer Dichte aufweisen, die angrenzt an das Deckblatt zwischen dem Deckblatt und dem absorbierenden Kern. In solch einem Falle liegt das Band oder Kabel vorzugsweise zwischen dem absorbierenden Kern und dem Gewebe oder der Abstandsschicht niedriger Dichte.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des absorbierenden Artikels der vorliegenden Erfindung befinden sich die beschichteten Fasern des Bandes oder Kabels in innigem Kontakt mit einem Teil des absorbierenden Kernes, angeordnet weg von der Auftreffzone.

Zu anderen absorbierenden Artikeln, die durch die vorliegende Erfindung empfohlen werden (die eine spezielle Auftreffzone aufweisen können oder nicht), in denen die beschichteten Fäden und Fasern der vorliegenden Erfindung von Vorteil sind, gehören, ohne hierauf beschränkt zu sein, chirurgische Schaumstoffe, Wundenabdeckungen, schweißabsorbierende Einlagen für Schuhe und dgl..

Die Basisfasern oder Basisfäden der vorliegenden Erfindung können nach Methoden hergestellt werden, wie sie in der U.S.- Patentanmeldung Serial Nr. 333 651 beschrieben werden und/oder wie sie hier beschrieben werden.

Die absorbierenden Artikel oder Gegenstände der vorliegenden Erfindung können hergestellt werden, unter Anwendung bekannter Techniken, wie sie beispielsweise beschrieben werden in den U.S.-Patentschriften 4 573 986; 3 938 522, 4 102 340; 4 044 768; 4 282 874; 4 285 342; 4 333 463; 4 731 066; 4 681 577; 4 685 914 und 4 654 040 und/oder durch Methoden, wie sie hier beschrieben werden. Das Band oder Kabel der vorliegenden Erfindung kann in den absorbierenden Artikel an jeder beliebigen Stelle untergebracht werden, die eine Flüssigkeitsbewegung verbessert, unter besserer Ausnutzung der absorbierenden Materialien dieses Artikels.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung veranschaulichen, sind jedoch nicht im begrenzenden Sinne zu verstehen.

Beispiele Beispiel 1 (Herstellung der Basisfäden)

Poly(ethylenterephthalat) (PET)-Polymer mit einer I.V. von 0,6 wurde im Falle dieses Beispieles verwendet. I.V. ist die Inhärent-Viskosität, gemessen bei 25ºC bei einer Polymer-Konzentration von 0,50 g/100 Milliliter (ml) eines geeigneten Lösungsmittels, wie einer Mischung aus 60% Phenol und 40% Tetrachloroethan im Gewichtsverhältnis. Das Polymer wurde auf einen Feuchtigkeitsgehalt von ≤0,003 Gew.-% in einem Trockner vom Typ Patterson Conaform bei 120ºC 8 h lang getrocknet. Das Polymer wurde dann bei 283ºC durch einen Egan-Extruder mit einem Durchmesser von 38,16 mm mit einem Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 28:1 extrudiert. Die Fäden wurden aus einer acht Düsenöffnungen aufweisenden Einheit extrudiert, wobei eine jede Öffnung der in Fig. 3 dargestellten Öffnung entsprach, wobei W ist 0,084 mm, X&sub2; ist 4W, X&sub4; ist 2W, X&sub6; ist 6W, X&sub8; ist 6W, X&sub1;&sub0; ist 7W, X&sub1;&sub2; ist 9W, X&sub1;&sub4; ist 10W, X&sub1;&sub6; ist 11W, X&sub1;&sub8; ist 6W, θ&sub2; ist 0º, θ&sub4; ist 45º, θ&sub6; ist 30º, und θ&sub8; ist 45º.

Der Polymerausstoß lag bei etwa 3,18 kg/h. Das Luft-Abschrecksystem hatte eine Cross-Flow-Konfiguration. Die Geschwindigkeit der Abschreckluft im oberen Teil des Schirmes lag im Mittel bei 89,61 m/min. In einer Entfernung von etwa 177,8 mm vom Oberteil des Schirmes lag die mittlere Geschwindigkeit der Abschreckluft bei etwa 86,87 m/min, und in einer Entfernung von etwa 355,6 mm vom oberen Teil des Schirmes lag die mittlere Geschwindigkeit der Abschreckluft bei etwa 85,04 m/min. Bei etwa 533,4 mm vom oberen Teil des Luftschirmes lag die mittlere Luftgeschwindigkeit bei etwa 103,63 m/min. Der Rest des Schirmes war abgedeckt. Ein Spinn-Gleitmittel wurde über keramische Übertragungswalzen zugeführt. Das Gleitmittel hatte eine allgemeine Zusammensetzung wie folgt: Es bestand aus einem Gleitmittel auf Basis eines Kaliumlaurylphosphates (PLP) mit Poly(ethylenglykol)-600-monolaurat (70 Gew.-%) und Polyoxyethylen-(5)-kaliumlaurylphosphat (30 Gew.-%). Als Spinn-Gleitmittel wurde eine Emulsion des obenerwähnten Gleitmittels mit Wasser (90%) verwendet. Die Gleitmittelkonzentration auf den Fadenproben lag bei etwa 1,5%. Fäden von 20 dpf (Denier pro Faden) (22,22 dtex) wurden mit einer Geschwindigkeit von 3000 m/min (MPM) auf einer Barmag-Wickelmaschine vom Typ SW4SL aufgespult. Eine Photomikrographie eines Querschnittes dieser Fäden ist in Fig. 9 dargestellt (150-fache Vergrößerung). Der einzelne Faden wurde auf seine spontane Oberflächen-Transportfähigkeit einer wäßrigen Lösung untersucht, die bestand aus wäßrigem Syltint Poly Red (erhalten von der Firma Milliken Chemicals), bestehend zu 80 Gew.-% aus Wasser und zu 20 Gew.-% aus rotem Färbemittel. Der einzelne Faden von 20 dps (22,22 dtex) bewirkte einen spontanen Oberflächentransport der obigen wäßrigen Lösung. Ferner wurden die folgenden PET-Fäden mit den angegebenen Denier pro Faden (dtex)-Werten bei verschiedenen Spinngeschwindigkeiten hergestellt, wie in Tabelle 1 unten dargestellt.

Tabelle 1
dpf (dtex) Spinn-Geschwindigkeit (MPM) Wickelmaschine Barmag Leesona

Sämtliche der einzelnen Fäden der oben angegebenen PET- Fäden mit den dpf-Werten von 20, 40, 60, 120, 240 und 400 bewirkten einen spontanen Oberflächentransport der wäßrigen Lösung vom Typ Syltint Poly Red Liquid. Der Wert des "X"-Parameters (wie im vorstehenden definiert) dieser Fäden lag bei etwa 1,7. Aus dem gleichen Polymer wurde eine PET-Folie einer Dicke von 0,508 mm nach dem Kompressions-Verformungsverfahren hergestellt, und zwar von dem gleichen Polymer, das zur Herstellung der obigen Fäden verwendet wurde. Der Kontaktwinkel von destilliertem Wasser auf der Folie wurde an der Luft mit einem Kontaktwinkel-Goniometer gemessen. Der Kontaktwinkel betrug 71,7º. Eine andere Probe der gleichen Folie wurde mit dem gleichen Gleitmittel besprüht, das zur Herstellung der Fäden in diesem Beispiele verwendet wurde, und zwar in einer Konzentration von 1,5%. Der Kontaktwinkel des destillierten Wassers auf der PET- Folie, besprüht mit dem Gleitmittel, lag bei etwa 7º. Infolgedessen liegt der Faktor (1-X cos Θ) in diesem Beispiele bei (1-1,7(cos 7º)) = -0,69, was kleiner als null ist.

Beispiel 2 (Herstellung eines Basisfadens)

Polyhexamethylenadipamid (Nylon 66) wurde von der Firma Du Pont bezogen [Zytel (Handelsbezeichnung) 42]. Das Polymer wurde bei 279ºC extrudiert. Eine Spinndüse wie in Fig. 3 dargestellt, wurde dazu verwendet, um Fäden von 46 dpf (51,11 dtex) bei einer Geschwindigkeit von 255 m/min herzustellen. Die spezifischen Dimensionen der Spinndüsenöffnungen waren die gleichen wie in Beispiel 1 beschrieben, mit der Ausnahme jedoch, daß Θ&sub2; 30º anstatt 0º betrug. Die Abschreckbedingungen waren die gleichen wie diejenigen, die zur Herstellung des PET-Fadens in Beispiel 1 angewandt wurden. Eine Photomikrographie des Fadenquerschnittes ist in Fig. 11 dargestellt (150-fache Vergrößerung). Die Gleitmittelkonzentration auf dem Faden lag bei etwa 1,8 Gew.-%. Verwendet wurde das gleiche Gleitmittel, das auch zur Herstellung des PET-Fadens verwendet wurde (Beispiel 1). Dieser Nylon 66-Faden transportierte die wäßrige Syltint Poly Red Lösung auf der Fadenoberfläche spontan. Der Wert für den "X"- Parameter im Falle dieses Fadens lag bei etwa 1,9. Aus dem gleichen Polymeren, das zur Herstellung des Fadens von Beispiel 2 verwendet wurde, wurde eine Nylon 66-Folie einer Dicke von 0,508 mm nach dem Kompressions-Verformungsverfahren hergestellt. Der Kontaktwinkel von destilliertem Wasser auf der Folie wurde an der Luft mit einem Kontaktwinkel-Goniometer gemessen. Der Kontaktwinkel betrug 64º. Eine andere Probe der gleichen Folie wie oben beschrieben wurde mit dem gleichen Gleitmittel besprüht, das auch zur Herstellung des Fadens dieses Beispieles verwendet wurde, und zwar in einer Menge von etwa 1,8%. Der Kontaktwinkel des destillierten Wassers auf der Nylon 66-Folie, die mit dem Gleitmittel besprüht worden war, lag bei etwa 2º. Infolgedessen ist der Faktor (1-X cos Θ) in diesem Falle gleich (1-1,9(cos 2º)) = -0,9, was weniger als null ist.

Beispiel 3 (Herstellung eines Basisfadens)

Polypropylenpolymer wurde von der Firma Shell Company (Grade 5C14) bezogen. Es wurde bei 279ºC extrudiert. Eine Spinndüse, wie in Fig. 3 dargestellt, wurde dazu verwendet, um einen Faden von 51 dpf (56,67 dtex) bei einer MPM-Geschwindigkeit von 2000 herzustellen. Die spezifischen Dimensionen der Spinndüsenöffnung waren die gleichen wie im Falle des Beispieles 2. Die Abschreckbedingungen waren die gleichen wie jene, die zur Herstellung des PET-Fadens angewandt wurden. Eine Photomikrographie des Fadenquerschnittes ist in Fig. 10 dargestellt (375-fache Vergrößerung). Die Gleitmittelkonzentration auf dem Faden betrug 2,6%. Verwendet wurde das gleiche Gleitmittel, das auch zur Herstellung des PET-Fadens (Beispiel 1) verwendet wurde. Der Polypropylenfaden transportierte die wäßrige Syltint Poly Red Lösung spontan auf der Fadenoberfläche. Dieses Phänomen des spontanen Transportes längs der Fadenoberfläche wurde auch beobachtet im Falle eines einzelnen Polypropylenfadens von 10 dpf (11,11 dtex). Der Wert für den "X"-Parameter im Falle dieses Fadens betrug etwa 2,2. Durch Kompressionsverformung des gleichen Polymeren, das zur Herstellung des oben beschriebenen Fadens von Beispiel 3 verwendet wurde, wurde eine Polypropylenfolie einer Dicke von 0,508 mm hergestellt. Der Kontaktwinkel von destilliertem Wasser auf der Folie wurde an der Luft mit einem Kontaktwinkel-Goniometer gemessen. Der Kontaktwinkel von destilliertem Wasser auf der Folie wurde an der Luft mit eineni Kontaktwinkel-Goniometer gemessen. Der Kontaktwinkel betrug etwa 110º. Eine weitere Probe der gleichen Folie wie oben beschriebn wurde mit dem gleichen Gleitmittel besprüht, das auch zur Herstellung des Fadens in diesem Beispiele verwendet wurde, und zwar in einer Konzentration von 2,6%. Der Kontaktwinkel des destillierten Wassers auf der Polypropylen-Folie, die mit dem Gleitmittel besprüht worden war, betrug 12º. Infolgedessen beträgt der Faktor (1-X cos Θ) in diesem Falle -1,1, was weniger als null ist.

Beispiel 4 (Herstellung eines Basisfadens)

Celluloseacetat (Hersteller Eastman Grade CA 398-30, Klasse I) wurde mit PEG 400 Polymer und kleinen Mengen an Antioxidationsmittel und Wärmestabilisator vermischt. Die Mischung wurde aus der Schmelze bei 270ºC extrudiert. Eine Spinndüse wie in Fig. 3 dargestellt, wurde dazu verwendet, um einen Faden von 115 dpf (127,78 dtex) bei einer Geschwindigkeit von 540 m/min herzustellen. Die spezifischen Dimensionen der Spinndüsenöffnungen waren die gleichen wie im Falle des Beispieles 2. Es wurde keine gesteuerte Abschreckluft eingesetzt. Die Gleitmittelkonzentration auf dem Faden lag bei 1,6%. Das gleiche Gleitmittel wie im Falle der PET-Fäden (Beispiel 1) wurde verwendet. Der Celluloseacetatfaden transportierte die wäßrige Syltint Poly Red Lösung auf der Fadenoberfläche spontan. Der Wert des "X"-Parameters im Falle dieses Fadens lag bei etwa 1,8.

Beispiel 5 (Vergleichsbeispiel)

Ein PET-Faden gemäß Beispiel 1 wurde ohne jegliches Spinngleitmittel bei 20 dpf (22,22 dtex) hergestellt. Ein einzelner Faden transportierte die wäßrige Syltint Poly Red Lösung nicht spontan längs der Fadenoberfläche.

Beispiel 6 (Vergleichsbeispiel)

Es wurde ein PET-Faden mit kreisförmigem Querschnitt hergestellt. Der Denier pro Fadenwert dieses Fadens lag bei 20 (22,22 dtex). Der Faden wies etwa 1,5% des Gleitmittels auf, das auch im Falle des Beispieles 1 verwendet wurde. Ein einzelner Faden transportierte die wäßrige Syltint Poly Red Lösung nicht spontan längs der Fadenoberfläche.

Beispiel 7 (Herstellung eines Basisfadens)

Ein Poly(ethylenterephthalat) (PET)-Faden des Beispieles 5 (ohne jegliches Spinngleitmittel) wurde 30 s lang mit Sauerstoffplasma behandelt. Verwendet wurde eine Sauerstoff-Plasma- Vorrichtung vom Typ "Plasmod". Ein Erregerstrom wurde durch den RF-Generator erzeugt, der bei einer Frequenz von 13,56 MHz betrieben wurde. Die Plasmabehandlung erfolgte bei einer konstanten Leistung von 50 Watt. Der mit Sauerstoffplasma behandelte Faden transportierte die wäßrige Syltint Poly Red Lösung spontan längs des Fadens. Dieser Faden wurde von neuem getestet, nachdem er fünfmal gewaschen wurde, sowie nach 3 Tagen, wobei das spontane Transportverhalten mit der obigen wäßrigen Lösung immer noch festgestellt wurde. Um die Verminderung des Kontaktwinkels nach der Plasmabehandlung festzustellen, wurde eine PET-Folie aus dem gleichen Material wie dem Material des Fadens der Sauerstoffplasmabehandlung unter den gleichen Bedingungen wie im Falle des Fadens unterworfen. Der mittlere Kontaktwinkel der mit Sauerstoffplasma behandelten Folie mit destilliertem Wasser an der Luft betrug 26º, gemessen mit einem Kontaktwinkel-Goniometer. Der entsprechende Kontaktwinkel im Falle der Vergleichs-PET-Folie (keiner Sauerstoffplasmabehandlung unterworfen) lag bei 70. Die beträchtliche Verminderung des Kontaktwinkels, nachdem der unbehandelte PET-Faden der Sauerstoffplasmabehandlung unterworfen wurde, macht den Faden für wäßrige Lösungen an seiner Oberfläche spontan transportfähig.

Beispiel 8 (Herstellung eines Basisfadens)

In diesem Beispiel wurde ein Poly(ethylenterephthalat) (PET)-Polymer einer I.V. von 0,6 verwendet. Das Polymer wurde durch eine Spinndüse mit 8 Öffnungen wie in Fig. 4 dargestellt extrudiert, wobei

W ist 0,084 mm, X&sub2;&sub0; ist 17W, X&sub2;&sub2; ist 3W, X&sub2;&sub4; ist 4W, X&sub2;&sub6; ist 60W, X&sub2;&sub8; ist 17W, X&sub3;&sub0; ist 2W, X&sub3;&sub2; ist 72W, θ&sub1;&sub0; ist 45º, Leg B ist 30W, und Leg A ist 26W.

Der Rest der Verfahrensbedingungen war der gleiche wie im Falle des Beispieles 1. Ein 100 dpf (111,11 dtex) Faden wurde bei 600 MPM gesponnen. Eine Skizze des Querschnittes des Fadens ist in Fig. 12 dargestellt. Die Gleitmittelkonzentration auf dem Faden lag bei etwa 1%. Es wurde das gleiche Gleitmittel wie im Falle des Beispieles 1 verwendet. Der erhaltene Faden transportierte die wäßrige Syltint Poly Red Lösung spontan längs der Fadenoberfläche. Der Wert des "X"-Parameters für diesen Faden lag bei 1,5.

Beispiel 9 (Herstellung eines Basisfadens)

In diesem Beispiele wurde ein Poly(ethylenterephthalat)polymer einer I.V. von 0,6 verwendet. Das Polymer wurde durch eine Spinndüse mit 8 Öffnungen wie in Fig. 5 dargestellt extrudiert, worin

W ist 0,10 mm, X&sub3;&sub4; ist 2W, X&sub3;&sub6; ist 58W, X&sub3;&sub8; ist 24W, θ&sub1;&sub2; ist 20º, θ&sub1;&sub4; ist 28º, und n ist 6.

Der Rest der Extruder- und Spinnbedingungen war der gleiche wie im Falle des Beispieles 1. Eine Photomikrographie des Fadenquerschnittes ist in Fig. 13 dargestellt (585-fache Vergrößerung). Eine Faden von 20 dpf (22,22 dtex) wurde bei 3000 MPM gesponnen. Die Gleitmittelkonzentration auf dem Faden lag bei etwa 1,7%. Es wurde das gleiche Gleitmittel, das in Beispiel 1 verwendet wurde, verwendet. Der hergestellte Faden transportierte die wäßrige Syltint Poly Red Lösung längs der Fadenoberfläche spontan. Der Wert des "X"-Parameters lag im Falle dieses Fadens bei etwa 2,4.

Beispiel 10 (Herstellung eines Basisfadens)

In diesem Beispiel wurde ein Poly(ethylenterephthalat)- (PET)-Polymer einer I.V. von etwa 0,6 verwendet. Das Polymer wurde durch eine Spinndüse mit 4 Öffnungen wie in Fig. 7 dargestellt versponnen, wobei die Dimensionen der Öffnungen denen entsprachen, wie sie in Beispiel 2 angegeben sind. Der Rest der Verarbeitungsbedingungen war der gleiche wie in Beispiel 1 beschrieben, sofern nichts anderes angegeben ist. Herstellt wurde ein Faden von 200 dpf (222,22 dtex) bei 600 MPM. Der Polymerausstoß lag bei etwa 3,18 kg/h. Eine optische Photomikrographie des Fadens ist in Fig. 14 dargestellt (150-fache Vergrößerung). Die Gleitmittelkonzentration auf diesem Faden betrug 2,0%. Es wurde das gleiche Gleitmittel verwendet, das auch im Falle des Beispieles 1 verwendet wurde. Der hergestellte Faden transportierte die wäßrige Syltint Poly Red Lösung längs der Fadenoberfläche spontan. Der Wert des "X"-Parameters lag im Falle dieses Fadens bei etwa 2,2.

Beispiel 11 (Herstellung eines Basisfadens)

In diesem Beispiel wurde eine Poly(ethylenterephthalat) (PET)-Polymer einer I.V. von 0,6 verwendet. Das Polymer wurde durch eine Spinndüse mit 2 Öffnungen wie in Fig. 8 dargestellt extrudiert, wobei die Dimensionen der Öffnungen den in Beispiel 2 beschriebenen Dimensionen entsprachen. Der Rest der Verarbeitungsbedingungen war der gleiche wie in Beispiel 1 beschrieben. Gesponnen wurde ein Faden von 364 dpf (404,44 dtex) bei 600 MPM. Der Querschnitt des Fadens ist in Fig. 15 dargestellt (150-fache Vergrößerung). Die Gleitmittelkonzentration auf dem Faden lag bei etwa 2,7%. Es wurde das gleiche Gleitmittel verwendet, das auch im Falle des Beispieles 1 verwendet wurde. Der hergestellte Faden transportierte die wäßrige Syltint Poly Red Lösung längs der Fadenoberfläche spontan. Der Wert für den "X"-Parameter lag im Falle dieses Fadens bei etwa 2,1.

Beispiel 12 (Herstellung eines Basisfadens)

In diesem Beispiele wurde ein Poly(ethylenterephthalat (PET)-Polymer einer I.V. von 0,6 verwendet. Es wurde durch eine Spinndüse mit 8 Öffnungen wie in Fig. 6 dargestellt extrudiert, wobei W ist 0,10 mm, X&sub4;&sub2; ist 6W, X&sub4;&sub4; ist 11W, X&sub4;&sub6; ist 11W, X&sub4;&sub8; ist 24W, X&sub5;&sub0; ist 38W, X&sub5;&sub2; ist 3W, X&sub5;&sub4; ist 6W, X&sub5;&sub6; ist 11W, X&sub5;&sub8; ist 7W, X&sub6;&sub0; ist 17W, X&sub6;&sub2; ist 28W, X&sub6;&sub4; ist 24W, X&sub6;&sub6; ist 17W, X&sub6;&sub8; ist 2W, θ&sub1;&sub6; ist 45º, θ&sub1;&sub8; ist 45º, und θ&sub2;&sub0; ist 45º. Der Rest der Verarbeitungsbedingungen war der gleiche wie im Falle des Beispieles 1 beschrieben. Gesponnen wurde ein 100 dpf (111,11 dtex) Faden bei 600 MPM. Der Querschnitt des Fadens ist in Fig. 17 dargestellt. Die Gleitmittelkonzentration auf dem Faden lag bei etwa 10%. Es wurde das gleiche Gleitmittel, das auch im Falle des Beispieles 1 verwendet wurde, verwendet. Der hergestellte Faden transportierte die wäßrige Syltint Poly Red Lösung längs der Fadenoberfiäche spontan. Der Wert des "X"-Parameters lag im Falle dieses Fadens bei etwa 1,3.

Beispiel 13 (Herstellung eines Basisfadens)

In diesem Beispiele wurde ein PET-Polymer einer I.V. von 0,6 verwendet. Das Polymer wurde durch eine Spinndüse mit 8 Öffnungen wie in Fig. 6B dargestellt extrudiert, worin

W ist 0,10 mm, X&sub7;&sub2; ist 8W, X&sub7;&sub4; ist 8W, X&sub7;&sub6; ist 12W, X&sub7;&sub8; ist 8W, X&sub8;&sub0; ist 24W, X&sub8;&sub2; ist 18W, X&sub8;&sub4; ist 8W, X&sub8;&sub6; ist 16W, X&sub8;&sub8; ist 24W, X&sub9;&sub0; ist 18W, X&sub9;&sub2; ist 2W, θ&sub2;&sub2; ist 135º, θ&sub2;&sub4; ist 90º, θ&sub2;&sub6; ist 45º, und θ&sub2;&sub8; ist 45º, θ&sub3;&sub0; ist 45º, θ&sub3;&sub2; ist 45º, θ&sub3;&sub4; ist 45º, und θ&sub3;&sub6; ist 45º und θ&sub3;&sub8; ist 45º. Gesponnen wurde ein 20 dpf (22,22 dtex) Faden bei 3000 m/min. Der Rest der Verarbeitungsbedingungen war der gleiche wie im Falle des Beispieles 1. Die Gleitmittelkonzentration auf dem Faden lag bei etwa 1%. Der Querschnitt des Fadens ist in Fig. 17B dargestellt. Der Faden transportierte die wäßrige Syltint Poly Red Lösung längs der Fadenoberfläche spontan. Der "X"-Wert lag im Falle dieses Fadens bei etwa 2,1.

Beispiel 14 (Beispiel der Erfindung)

500 cm³ einer wäßrigen Lösung mit einer 45 gew.-%igen Monomer-Konzentration von Natriumacrylat/Acrylsäure (Grad der Neutralisation 75%) wurde hergestellt durch Zugabe von Natriumhydroxid zu deionisiertem Wasser unter Eiskühlung. Daraufhin wurde unter Eiskühlung Acrylsäure zugesetzt. Bei Raumtemperatur wurde ein Quervernetzungsmittel (0,862 g) N-N'-Methylen-bis- acrylamid und als Initiator (2,29 g) Natriumpersulfat zugegeben. Die erhaltene Lösung wurde in eine Auftragsvorrichtung mit rotierender Auftragswalze gegeben. Ein Polyestergarn aus endlosen Fäden wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, wurde mit der beschriebenen Monomer-Lösung beschichtet, wobei der Applikator bei 2 U/min arbeitete und wobei die Garngeschwindigkeit 76,20 m/min zum Zeitpunkt des Kontaktes mit dem Applikator betrug. Eine kleine Garnpackung wurde aufgespult (3 min) und in einen mit Stickstoff ausgespülten Ofen über Nacht bei 70ºC gebracht, um die Monomeren zu polymerisieren. Das Garn wurde dann aus dem Ofen entfernt und es wurden die Gew.-Prozente ermittelt, die auf das Polymer aufgebracht wurden. Sie lagen bei 27%. Das wie oben beschrieben beschichtete Garn wurde dann in Kontakt mit eingefärbtem Wasser gebracht (verdünnte Milliken Syltint Poly Red Lösung) und beobachtet. Es wurde festgestellt, daß das Material gleichzeitig eine Dochtwirkung hatte (wick) und die Flüssigkeit absorbierte. Unter einem Mikroskop wurde festgestellt, daß sich das gequollene Gel aus der Aussparung des Fadens bewegt hatte.

Beispiel 15 (Beispiel der Erfindung)

39 cm³ destilliertes Wasser wurden in einen Kolben gegeben. Unter Eiskühlung des Kolbens wurden 13,2 g Natriumhydroxid zugegeben. Dann wurden 30 cm³ Acrylsäure zugegeben, unter Erzeugung einer klaren Lösung unter Eiskühlung. Dann wurde 0,115 g von N,N'-Methylen-bis-acrylamid als Quervernetzungsmittel und 0,316 g Natriumpersulfat als Initiator unter 10 min langem Erhitzen auf 47ºC zugegeben. Einige einzelne Fäden von Polyestergarn (15 cm) des Garnes, hergestellt wie in Beispiel 1 beschrieben, wurden mit der oben beschriebenen Monomerlösung lediglich an einem Ende (etwa 2,5 cm) beschichtet, wobei der verbleibende Rest von 12,5 cm unbeschichtet blieb. Die einzelnen Fäden wurden dann 20 min lang in einen mit Stickstoff ausgespülten Ofen von 70ºC gebracht, um die Monomeren zu polymerisieren. Die einzelnen Fäden wurden dann aus dem Ofen entfernt und in dem unbeschichteten Teil mit gefärbtem Wasser behandelt. Festgestellt wurde, daß die Flüssigkeit in dem unbeschichteten Bereich den Dochteffekt zeigte (wick), ohne daß Flüssigkeit absorbiert wurde, bis die mit dem superabsorbierenden Mittel beschichtete Fläche erreicht wurde, wo die Flüssigkeit durch das superabsorbierende Polymer absorbiert wurde. Bei weiterer Zugabe von Flüssigkeit bildete das Polymer ein gequollenes Gel, das aus den Fadenaussparungen aufquoll und es ermöglichte, daß weitere Flüssigkeit von weiterem superabsorbierenden Polymer längs des Fadens aufgesaugt wurde. Entsprechende Ergebnisse wurden erhalten, wenn ein einzelner Faden mit der Länge einer durchschnittlichen Windel [d.h. 381,0 mm] mit der Monomerlösung auf beiden Enden des Fadens beschichtet wurde, wobei der verbleibende Zentrumsabschnitt [etwa 203,2 mm] unbeschichtet blieb. Nach der Polymerisation der Monomerlösung auf den Fäden wurde der nichtbeschichtete zentrale Abschnitt der Einwirkung des eingefärbten Wassers ausgesetzt. Die Flüssigkeit wurde von den superabsorbierenden beschichteten Enden des Fadens aufgesaugt (wicked), wo sie durch das superabsorbierende Polymer in den Aussparungen des beschichteten Fadens absorbiert wurde.

Die Erfindung wurde im Detail unter Bezugnahme auf besondere bevorzugte Ausführungsformen beschrieben, doch ist zu verstehen, daß Abänderungen und Modifikationen innerhalb des Schutzbereiches der Erfindung durchgeführt werden können. Auf sämtliche der hier zitierten U.S.-Patentschriften wird hier in ihrer Gesamtheit Bezug genommen.


Anspruch[de]

1. Synthetischer, beschichteter Faden, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden mindestens eine kontinuierliche (endlose) Aussparung aufweist, die spontan Wasser auf der Oberfläche des Fadens zu transportieren vermag, wobei der Faden der folgenden Gleichung genügt:

(1-X cos θa) < 0,

worin bedeuten:

θa den fortschreitenden Kontaktwinkel von Wasser, gemessen auf einer flachen Folie aus dem gleichen Material wie dem Faden und der gleichen Oberflächenbehandlung, sofern eine solche erfolgt ist,

X den Formfaktor des Fadenquerschnittes, der der folgenden Gleichung genügt:

worin bedeuten:

Pw der benetzte Umfang des Fadens und

r der Radius des Profilumkreises, der den Fadenquerschnittsabschnitt begrenzt und D die kleine Achsendimension über den Fadenquerschnittsabschnitt, und

wobei

der Faden mit mindestens einem superabsorbierenden Polymer beschichtet ist.

2. Beschichteter Faden nach Anspruch 1, bei dem 2r/D größer als 1 ist.

3. Beschichteter Faden nach Anspruch 1, bei dem 2r/D zwischen 1,5 und 5 liegt.

4. Beschichteter Faden nach Anspruch 1, der der folgenden Gleichung genügt:

worin γLA die Oberflächenspannung von Wasser in Luft in Dyn/cm ist, die Fadendichte in Gramm/cc darstellt und dpf der Denier-Wert des einzelnen Fadens ist.

5. Beschichteter Faden nach Anspruch 1, in dem X größer als 1,2 ist.

6. Beschichteter Faden nach Anspruch 1, in dem X größer als 2,5 ist.

7. Beschichteter Faden nach Anspruch 1, in dem X größer als 4 ist.

8. Beschichteter Faden nach Anspruch 1, mit einem einzelnen Faden-Denier-Wert zwischen 3 und 1000 (3,33 x 10&supmin;&sup7; und 1,11 x 10&supmin;&sup4; kg/m).

9. Beschichteter Faden nach Anspruch 1, mit einem einzelnen Faden-Denier-Wert zwischen 10 und 70 (1,11 x 10&supmin;&sup6; und 7,78 x 10&supmin;&sup6; kg/m).

10. Beschichteter Faden nach Anspruch 3, mit einem einzelnen Faden-Denier-Wert zwischen 10 und 70 (1,11 x 10&supmin;&sup6; und 7,78 x 10&supmin;&sup6; kg/m).

11. Beschichteter Faden nach Anspruch 1, aus einem Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Polyester, Polypropylen, Polyethylen, einem Celluloseester und einem Nylon.

12. Beschichteter Faden nach Anspruch 11, mit einer hierauf aufgetragenen Schicht aus einem hydrophilen Gleitmittel (Schmiermittel) zwischen der Fadenoberfläche und der superabsorbierenden Polymerbeschichtung.

13. Beschichteter Faden nach Anspruch 11, bei dem der Polyester ein Poly(ethylenterephthalat) ist und das hydrophile Gleitmittel (Schmiermittel) ein solches auf Basis eines Kaliumlaurylphosphates ist mit 70 Gew.-% Poly(ethylenglykol) 600- monolaurat, das gleichförmig in einer Konzentration von mindestens 0,05 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtfaden, angewandt worden ist.

14. Beschichteter Faden nach Anspruch 1, aus einem Polyester, auf dem sich eine Schicht aus einem hydrophilen Gleitmittel (Schmiermittel) befindet.

15. Beschichteter Faden nach Anspruch 1, bei dem die Weite jeder Aussparung im Fadenquerschnittsabschnitt in einer beliebigen Tiefe der Aussparung gleich ist oder kleiner als die Weite der Aussparung an ihrer Ausmündung.

16. Beschichteter Faden nach Anspruch 1, bei dem das superabsorbierende Polymer hergestellt worden ist aus einem oder mehreren Monomeren, ausgewählt aus Acrylsäure, Methacrylsäure, Vinylsulfonsäure, Vinylphosphonsäure und einem Salz hiervon.

17. Beschichteter Faden nach Anspruch 1, bei dem praktisch der gesamte Faden mit dem superabsorbierenden Polymeren beschichtet ist.

18. Beschichteter Faden nach Anspruch 1, bei dem der Faden intermittierend mit dem superabsorbierenden Polymeren beschichtet ist.

19. Beschichteter Faden nach Anspruch 1, bei dem der Faden praktisch die Länge eines absorbierenden Artikels oder Gegenstandes aufweist und an den Enden des Fadens beschichtet ist, jedoch nicht im zentralen Bereich des Fadens.

20. Absorbierender Gegenstand mit zwei oder mehreren beschichteten Fäden nach Anspruch 1.

21. Absorbierender Gegenstand mit zwei oder mehreren beschichteten Fäden nach Anspruch 19.

22. Absorbierender Gegenstand nach Anspruch 20, bei dem es sich handelt um ein Diaper, eine Windel, einen Unpäßlichkeits- Bausch oder einen Hygieneartikel für Frauen.

23. Kabel (Endlosband) aus einer Vielzahl von beschichteten Fäden gemäß Anspruch 1.

24. Kabel nach Anspruch 23, mit einem Denier-Wert von 10000 bis 400000 (1,11 x 10&supmin;³ bis 4,44 x 10&supmin;² kg/m).

25. Absorbierender Gegenstand mit dem Kabel nach Anspruch 23.







IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com